CN101519360B - 一种制备亚氨基二乙酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备亚氨基二乙酸的方法，该方法以亚氨基二乙腈为原料，经连续化水解、酸化制得亚氨基二乙酸。与现有技术相比，本发明工艺合理，操作简单，对亚氨基二乙腈进行连续化水解制得亚氨基二乙酸，获得的产品收率和纯度高，生产效率高，降低人工成本，具有显著的产能优势和产品质量优势。
Description
技术领域
本发明涉及化工中间体，尤其涉及一种制备亚氨基二乙酸的方法。
背景技术
亚氨基二乙酸(IDA)是重要的化工中间体，广泛用于农药、医药、橡胶、硬金属清洗剂中。在农药方面，亚氨基二乙酸(IDA)主要用于制备草甘膦(glyphosate)，医药方面，其络合物是抗癌药物和重要原料。同时，亚氨基二乙酸作配位体的螯和树脂在废水处理、微量重金属富集、重金属提取与分离，以及对映体拆分方面也有着广泛的运用。亚氨基二乙酸还可以用于生产两性铬络合品红染料，吡嗪和2-氨基吡嗪，燃油清洁剂，水泥缓凝剂，洗涤用品漂白活化剂，化学分析试剂，聚丙烯市场用作稳定剂，去垢剂，彩色照相显影剂等。
目前制备亚氨基二乙酸有以下几种方法：
(1)氯乙酸甘氨酸法；(2)氨代氯乙酸法；(3)氮川三乙酸法；(4)亚氨基二乙腈水解合成法(由氢氰酸与羟基乙腈合成得到亚氨基二乙腈)；(5)二乙醇胺脱氢法；(6)单乙醇胺法。
目前具有经济和环保优势的只有亚氨基二乙腈水解法和二乙醇脱氢法。由于二乙醇胺的价格波动比较大，能成功利用这个工艺实现大生产的企业还不多。
由氢氰酸与羟基乙腈合成得到亚氨基二乙腈的氢氰酸法可以直接利用大型丙烯腈装置副产得到的高纯度氢氰酸，技术成熟，可以规模装置高效运行，产品质量、成本均具有竞争力，目前国外大公司全部采用该路线生产亚氨基二乙酸。
目前绝大多数都采用了间歇式反应水解制备亚氨基二乙酸，反应温度一般在50-100℃(CN1594281)，甚至更高。
还有采用二次不同温度水解，然后采用电渗析分离技术，水解收率96.27％，总收率达到91％。(亚氨基二乙酸制备研究，杨宏权等，化工生产与技术，2007年第14卷第2期)，近临界水自催化下亚氨基二乙腈水解反应研究一文，压力10Mpa，温度200-260℃，反应时间10-60min，收率92.3％。
上述现有技术的工艺条件仅仅适合实验室条件制备少量IDA，不具有工厂大量制备的价值。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺合理、纯度和收率高的制备亚氨基二乙酸的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，该方法以亚氨基二乙腈为原料，经连续化水解、酸化制得亚氨基二乙酸。
所述的方法具体包括以下步骤：亚氨基二乙腈用可调速进料机加入第一水解釜，同时滴加20％氢氧化钠，亚氨基二乙腈与氢氧化钠的摩尔比为1∶2.1～2.3，控制温度在40-50℃，随着反应的进行，反应液自然流入第二水解釜和第三水解釜中，在第一、第二、第三个水解釜中总共保留时间为1～2h，然后用换热器将反应液加热到105℃，进入气液分离罐进行气液分离，再经过冷却器冷却到40-50℃，直接进入酸化釜，同时滴加60％的硫酸，调节pH＝2.1-2.3，并且将温度控制在40-50℃，然后直接进入保温釜，温度控制在35-40℃，在酸化釜、保温釜中总共保留时间为1h，溢流直接送入可以连续出料的离心机，得到亚氨基二乙酸。
所述的亚氨基二乙腈的纯度≥95％。
所述的亚氨基二乙腈的加料速度为93kg/h，所述的氢氧化钠的滴加速度为390kg/h，所述的反应液经过冷却器冷却后的流量为370kg/h，所述的离心机的出料速度为145kg/h。
所述的气液分离的同时脱除氨，约有总物料重量的10％水汽和氨进入氨回收系统。
所述的亚氨基二乙酸的含量为95％以上，含湿量为10％，收率≥90％，干基含量为95％以上。
亚氨基二乙腈中含有一种聚合物杂质，此聚合物在本发明的水解条件下能够得到亚氨基二乙酸，从而能够提高水解收率。对此化合物进行了分子结构鉴定以及水解试验，实验结果证明亚氨基二乙腈∶氢氧化钠＝1∶2.1-2.3(mol ratio)获得几乎定量的收率。
本发明的水解温度控制在40-50℃，高于50℃，虽然能够缩短反应时间，但是容易导致亚氨基二乙腈长时间处于高温而氧化，从而导致收率下降。
采用本发明的连续化装置，24h的产能是3480kg，如果采用5个单釜来制备IDA，单釜的从投料到得到IDA，共计需要8小时，24h的产能大概是700-800kg，因此本发明的连续化设备具有绝对的产能优势，而且可以减少人工成本。
与现有技术相比，本发明工艺合理，操作简单，对亚氨基二乙腈进行连续化水解制得亚氨基二乙酸，获得的产品收率和纯度高，生产效率高，降低人工成本，具有显著的产能优势和产品质量优势。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面对照附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种制备亚氨基二乙酸的方法，该方法包括以下步骤：
亚氨基二乙腈(95％)加料速度：93kg/h，用可调速进料机加入第一个水解釜H1中，同时滴加20％氢氧化钠，滴加速度390kg/h，亚氨基二乙腈和氢氧化钠的摩尔比为1∶2.1，控制温度在40-50℃，随着反应的进行，让反应液自然流入第二个水解釜H2和第三个水解釜H3中，在第一个水解釜H1、第二个水解釜H2、第三个水解釜H3三个水解釜中总共保留时间为1h，然后用换热器E1将反应液加热到105℃，进去气液分离罐E2进行气液分离，同时脱除氨，约有总物料重量的10％水汽和氨会进入氨回收系统，然后经过冷却器E3冷却到40-50℃，此时的流量约为370kg/h，直接进去酸化釜A1，同时滴加60％的硫酸，调节pH＝2.1-2.3，并且将温度控制在40-50℃，然后直接进入保温釜A2，温度控制在35-40℃，以使得IDA充分析出，在酸化釜A1、保温釜A2中总共保留时间为1h，溢流直接送入可以连续出料的离心机，得到含量95％以上的亚氨基二乙酸，出料速度为145kg/h，含湿量10％，水解收率99.8％，固体收率90％，干基含量95％以上。
实施例2
参见图1所示，一种制备亚氨基二乙酸的方法，该方法中亚氨基二乙腈和氢氧化钠的摩尔比为1∶2.3，其它采用与实施例1相同的工艺步骤，水解收率为103％。
比较例1
参见图1所示，一种制备亚氨基二乙酸的方法，该方法中水解温度为70℃，其它采用与实施例1相同的工艺步骤，水解收率为97.5％，得到的IDA含量93％。
比较例2
参见图1所示，一种制备亚氨基二乙酸的方法，该方法中水解温度为100℃，水解收率为95.5％，得到的IDA含量90％，且含有较多的黑色焦油状物质，这是因为亚氨基二乙腈在高温下氧化所致，生成了较多的黑色焦油，从而直接导致了收率和含量的下降。
Claims (5)
1.一种制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，该方法以亚氨基二乙腈为原料，经连续化水解、酸化制得亚氨基二乙酸；
具体包括以下步骤：亚氨基二乙腈用可调速进料机加入第一水解釜，同时滴加20％氢氧化钠，亚氨基二乙腈与氢氧化钠的摩尔比为1∶2.1～2.3，控制温度在40-50℃，随着反应的进行，反应液自然流入第二水解釜和第三水解釜中，在第一、第二、第三个水解釜中总共保留时间为1～2h，然后用换热器将反应液加热到105℃，进入气液分离罐进行气液分离，再经过冷却器冷却到40-50℃，直接进去酸化釜，同时滴加60％的硫酸，调节pH＝2.1-2.3，并且将温度控制在40-50℃，然后直接进入保温釜，温度控制在35-40℃，在酸化釜、保温釜中总共保留时间为1h，溢流直接送入可以连续出料的离心机，得到亚氨基二乙酸。
2.根据权利要求1所述的制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，所述的亚氨基二乙腈的纯度≥95％。
3.根据权利要求1所述的制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，所述的亚氨基二乙腈的加料速度为93kg/h，所述的氢氧化钠的滴加速度为390kg/h，所述的反应液经过冷却器冷却后的流量为370kg/h，所述的离心机的出料速度为145kg/h。
4.根据权利要求1所述的制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，所述的气液分离的同时脱除氨，约有总物料重量的10％水汽和氨进入氨回收系统。
5.根据权利要求1所述的制备亚氨基二乙酸的方法，其特征在于，所述的亚氨基二乙酸的含量为95％以上，含湿量为10％，收率≥90％，干基含量为95％以上。
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